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第二次世界大戦以前の単発レシプロ戦闘機って、プロペラの回転の反動(トルク?)...

ta0********さん

2019/5/2516:33:33

第二次世界大戦以前の単発レシプロ戦闘機って、プロペラの回転の反動(トルク?)をヘリコプターのように打ち消さなくて平気なんですか?

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thu********さん

2019/5/3009:47:27

トルクを打ち消すためにエンジンがまっすぐではなくてサイドスラストをつけて取り付けてあります。垂直尾翼も同様です。左右非対称に作られています

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mak********さん

2019/5/2623:08:30

プロペラが生むトルクの問題は結構大きくて、とりあえず第一次世界大戦当時の航空機用エンジンはこれがために頭打ちになります。当時のエンジンは、エンジンごとプロペラを廻すロータリー・エンジンでした。こっちの方がエンジンに風が良く当たって冷却効率は良いんですけど、でもプロペラだけではなく重たいエンジンまで廻すんで、トルクは滅茶苦茶でかくなっていました。で、単発機だとこのトルクの問題が深刻で、ロータリー・エンジンはもう使えないよね。じゃあ、どうしようという状況に陥ります。

次に出てきたのが液冷エンジン。エンジンを回転させるからトルクがでかくなるなんて大騒ぎになるわけで、だったらエンジンを廻さなければ良い。そうは言っても冷却はどうするんだ。空冷だからエンジンを回転させないと冷却不足になるんだよ。液冷にすれば良いじゃんというわけで、第一次世界大戦後は液冷エンジンが航空機用エンジンの主流になります。

さて、第二次世界大戦時のエンジンになると空冷エンジンが復活します。アメリカのP&Wが、冷却方法などを検討しなおして、エンジンを回転させなくても冷却効果を確保した新型エンジンを開発してみせたのです。第二次大戦に投入された空冷エンジンは、国やメーカーが違えど、すべてP&Wのエンジンに倣ったものです。

が、これも大戦末期になるとトルクの問題が頭をもたげてきます。そこで各国とも将来的なレシプロ戦闘機は二重反転プロペラでなくてはならないと、開発を進めていました。実際にイギリスはスピットファイアなどで二重反転プロペラを実用化しました。もっともスピットファイアは液冷エンジンですけどね。二重反転プロペラが必要となった理由は、それだけエンジンの高出力化が進んだからで、これは空冷エンジンだけの問題ではありませんでした。かつてはロータリー・エンジンのトルク対策として重宝した液冷エンジンですが、大戦末期になると、空冷エンジンと同じく、過大なトルクをどう処理するか、機体設計者を苦悩させるようになっていたのです。

gia********さん

2019/5/2622:40:38

プロペラの重量に比べて機体重量が十分重いので特に問題はない
固定翼機は結構なスピードで常に前進し続けているので
ベクトル合力からすれば反トルクなんて微々たるものです

chi********さん

編集あり2019/5/2615:17:12

トルクは打ち消す必要がありますが、そのために垂直尾翼が傾けられるわけではありません

プロペラの反トルクがどのように飛行機を動かそうとするかといえば、機体中心線を軸にドリルよろしく横回転する動きに違いないわけです

そして飛行機が横回転する動きを補正するのにどうするかといえば、エルロンか主翼にあらかじめちょっぴり逆回転気味の癖をつけておけばよく、これを補正するためにエルロンにトリムが付いてる場合もあります


じゃあなんで垂直尾翼が傾いてるのかといえば、反トルクではなくプロペラ後流に逆らうためです

プロペラが大気の中を突き進むのいうのは、泡立て器を生クリームに突っ込むのと似たようなことになりますから、生クリームが猛烈に回転するのと同じように、大気も猛烈な回転を与えられます

多くの機体はプロペラがコックピットから見て右回りになってますから、そのまま右回転を与えられた大気が機体をぐるぐると包み込むことになります

これを垂直尾翼の視点で見れば、左前方から右後方に向けて風が吹いているのと同じことですから、垂直尾翼は右に押され、すると機首が勝手に左を向き始めることになります

これに逆らうために、垂直尾翼を傾けたり、エンジンの向きを傾けたりしてあらかじめ機首を逆に振るような癖をつけて相殺しているわけです

krc********さん

2019/5/2613:29:30

なんか、プロペラのトルク反動が、プロペラ後流が機体に及ぼす影響に偏った回答が多い様ですね。

プロペラの単発機は、多かれ少なかれ、プロペラ後流の影響が有り、垂直尾翼に取り付け角を付ける、垂直尾翼型を、対象型では無く、後ろから見て左側が膨らんだ翼形にする、垂直尾翼を下方にも付けた十字尾翼にする等が有ります。

しかし、プロペラ後流がヨー方向に及ぼす影響は、当然ながら飛行速度に因って変化しますから、通称巡航に合わせて有るので、ラダーにトリムタブの無い機体は、急降下 緩降下時には、ラダーペダルを踏み込んで降下しないと、直進しません。(トリムタブが有っても、調整する間が無いので、結構踏み込んでいたが)

プロペラのトルクの影響は、離陸時に大きく出ます。

メッサーシュミットBf109E型をテストした、英空軍のパイロットは、離陸時に左の翼が落ちる(左側が下がる、浮きが悪い)ので、充分と感じても、更に滑走してから、操縦棹を引いて離陸した。

と書いて居ますが、メッサーシュミットが、他の戦闘機と比べ、一回り以上小型で、エンジンの出力大きかったからと思います。

同じエンジンを搭載した、イタリアのマッキMc201では、左側の翼を伸ばして居ます。

直径の3~4倍の全幅なのと、自体が重いプロペラの反トルクは、出力を上げると、回転方向の反対側に、機体を傾け様と働きます。

上昇に移る時には、プロペラのピッチ対する、気流の迎え角の差で、左側に傾け様と働きます。

只、この影響は、格闘戦 旋回戦に利用去れ、伝説の「左ひねり込み」を生み出してますね。

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kaz********さん

2019/5/2520:30:59

プロペラはパイロットからから見て時計回りに回転している事が多く、ヘリコプター同様エンジンの回転の影響を受けるため、これを抑える反トルク対策を行っており反トルク対策は次のような方法が取られます。

1.垂直尾翼そのもののオフセット(1~3度程度角度をつけて取り付ける)。
(天山艦攻、彩雲艦偵、P-51ムスタング)
2.オフセットのない垂直尾翼のラダーに左に反らした固定小タブを取り付ける。
(三菱零式戦闘機他多数)
3.垂直尾翼の断面が左右非対称になっている。
(メッサーシュミット Bf-109)
4.エンジンの取り付け角のオフセット(1~3度程度角度をつけて取り付ける)。
(富士T-5、T-7 右へ3度)
5.二重反転プロペラを使いトルクを打ち消す。

プロペラはパイロットからから見て時計回りに回転している事が多く、ヘリコプター同様エンジンの回転の影響を受けるため、...

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